(Phys.org) —In fisica, c'è piccolo, e poi c'è la nullità, come nello zero dimensionale.

I ricercatori dell'Università di Cincinnati hanno raggiunto questa soglia con una struttura speciale che un giorno potrebbe portare a modi migliori di sfruttare l'energia solare, laser più potenti o dispositivi diagnostici medici più sensibili.

Queste strutture sono nanofili semiconduttori. La studentessa di dottorato della UC Teng Shi afferma che lei e un team di ricercatori hanno osservato firme ottiche uniche che indicano che le eccitazioni elettroniche all'interno di questi nanofili possono essere confinate in uno stato a dimensione zero chiamato "punto quantico".

Questa ultima scoperta riguarda l'andare in piccolo, ma il suo significato è tutt'altro. La capacità del team di ricerca di controllare l'energia di confinamento variando la dimensione del punto quantico apre un mondo di possibilità.

"Esplorare la fisica di base dei nanofili semiconduttori consente di immaginare applicazioni o progettare strutture per applicazioni, " dice Shi del Dipartimento di Fisica della UC. "Queste strutture sono potenziali candidati per una varietà di applicazioni tra cui il fotovoltaico, laser e nanosensori ultrasensibili".

Shi presenterà la ricerca del team "Imaging di fotoluminescenza dipendente dalla temperatura di GaAs/AlGaAs Heterostructure Quantum Well Tubes" all'incontro dell'American Physical Society (APS) che si terrà dal 3 al 7 marzo a Denver. quasi 10, 000 professionisti, studiosi e studenti parteciperanno all'incontro APS per discutere di nuove ricerche dall'industria, università e laboratori di tutto il mondo.

Questa ricerca fa avanzare il lavoro precedentemente svolto sui nanofili semiconduttori presso l'UC. Usando un guscio sottile chiamato tubo del pozzo quantico e facendolo crescere - a circa 4 nanometri di spessore - attorno al nucleo del nanofilo, i ricercatori hanno scoperto che gli elettroni all'interno del nanofilo erano distribuiti in un modo insolito rispetto alle sfaccettature del tubo esagonale. Il risultato è un filo quantico, come una lunga corda molte volte più sottile di un capello umano.

Ora hanno preso le cose ancora di più, passando da fili unidimensionali a punti quantici a dimensione zero. Queste piccole strutture potrebbero avere un grande effetto su una varietà di tecnologie. I semiconduttori sono al centro dell'elettronica moderna. computer, Televisori e cellulari li hanno. Sono fatti dalla forma cristallina di elementi che hanno proprietà di conduttività elettrica scientificamente benefiche. Molti semiconduttori sono fatti di silicio, ma in questa ricerca viene utilizzato l'arseniuro di gallio.